Описание технологического цикла «КГО МП»

Выполнение технологического цикла «КГО МП» заключается в следующем:

- перемещение МП на координаты извлечения ТВС;

- извлечение ТВС (перемещение ТВС в транспортное положение);

- перемещение МП на координаты установки ТВС

- выполнение технологического цикла « КГО МП» при перемещении МП

Примечание: технологический цикл «КГО МП» состоит из технологических операций: «Барботаж», «Настаивание газовой пробы», «Отбор и анализ газовой пробы».

Описание функционирования СКГО МП

Функциональная схема технологической части СКГО МП, приведена на рисунке 1.3.3.4.

Процедура испытания ТВС в рабочей штанге перегрузочной машины предусматривает следующее:

ТВС извлекается из активной зоны в рабочую штангу перегрузочной машины и поднимается в транспортное положение. Из-за изменения давления вследствие подъема ТВС продукты деления, накопленные под оболочками негерметичных твэлов, переходят в воду, заполняющую внутреннюю полость рабочей штанги перегрузочной машины. После подъема ТВС в транспортное положение производится кратковременное барботирование объема рабочей штанги воздухом для сепарации из воды газообразных продуктов деления.

Воздух подается из ресивера открытием электромагнитного клапана ЭК1 через воздуховод (импульсную трубку) в специальное поворотное устройство, расположенное на наружной секции рабочей штанги МП в нижней ее части. Срабатывание поворотного устройства разворачивает соединенную с ним форсунку из транспортного положения на торце трубы наружной секции в положение, при котором конец форсунки располагается на оси рабочей штанги. При этом воздух из выходного отверстия форсунки попадает в воду под помещенную рабочую штангу ТВС. Воздух, всплывая в воде в виде пузырей, проходит через ТВС, извлекает из воды газообразные продукты деления и скапливается в объеме между средней и внутренней секциями МП выше уровня воды бассейны перегрузки, откуда затем производится отбор газовой пробы.

Отбор газовой пробы производится путем включения воздушного насоса, расположенного на стойке блока отбора проб. Там же размещены компрессор с ресивером. Блок отбора соединен со штангой МП гибкими шлангами для барботажа и отбора газовой пробы и размещается на мосту МП. Линия отбора газовой пробы соединяет БО с объемом между средней и внутренней секциями, в котором скапливается воздух после барботирования ТВС. Воздух вместе с ИРГ поступает в устройство измерения ОА ИРГ, в котором осуществляется измерение объемной активности ИРГ.

Информация об активности ИРГ с выхода устройства измерения ОА ИРГ поступает на пульт установки. После отбора газовой пробы трубопроводы отбора продуваются компрессором через электромагнитный клапан ЭК2.

Работа поворотного устройства контролировалась телекамерой МП с выводом изображения на монитор, расположенный на пульте МП. Работа устройства была записана на видеокассету. За все время испытаний было проведено более 50 циклов срабатывания поворотного устройства. Устройство выполнило свои функции безотказно. Тем не менее, с целью обеспечения безопасности при незакрытии поворотного устройства, при котором форсунка не возвращается в транспортное положение, и увеличения надежности работы системы предполагается изменить способ подачи воздуха без использования поворотного устройства.

При отключении компрессора цикл заканчивается. Установка готова для запуска следующего цикла.

Установка может функционировать также в режиме остановки прокачки воздуха, во время проведения измерения.

Установка может функционировать в режиме ручного управления функционирования установки, при этом переход от одной фазы цикла к другой осуществляется вручную с пульта.

Оборудование блока отбора (компрессор, воздушный насос, электромагнитные клапаны) запитывалось от переносного однофазного источника питания напряжением -220 В.

При проектировании и изготовлении блока отбора была предусмотрена полная автоматизация всех операций КГО с помощью собственной системы управления, включая полностью автоматический режим работы и ручной режим. Работоспособность системы управления была проверена и подтверждена. При испытаниях системы КГО МП управление осуществлялось исключительно в ручном режиме для отработки технологии проведения КГО.

1.3.4 Сиппинг - система оперативного КГО 3,4 блоков РАЭС

Состав сиппинг - системы оперативного КГО 3,4 блоков РАЭС

В состав сиппинг - системы оперативного КГО 3,4 блоков РАЭС входят:

пневмогидравлический шкаф (рис. 1);

шкаф системы контроля и управления (рис. 2);

вспомогательная пусковая сборка для гидравлического шкафа (рис. 3);

измерительный блок (рис. 4);

система дистанционного управления.

Пневмогидравлический шкаф:

Рис. 1.4 Пневмогидравлический шкаф - вид спереди

Пневмогидравлический шкаф состоит из следующих основных компонентов:

Таблица 1.4

Подающий насос AP001
Тип	самовсасывающий открыто-вихревой насос
Модель	Sterling Sihi DRVA 0401 AB AFK 4B 4
Материал смачиваемых деталей	нержавеющая сталь
Рабочая среда	вода бассейна выдержки
Рабочее давление	0,1 - 2,5 кгс/см2
Рабочая температура	10 - 80С
Проектное давление	10 кгс/см2
Проектная температура	120С
Производительность	0,2 - 2,0 м3/ч
Требования к электропитанию	0,37 кВт / 230 В / 50 Гц
Вакуумный насос АР002
Модель	M&C / MCP12BP
Рабочая среда	Воздух или другие газы
Рабочая температура	10 - 45С
Производительность	11 л/ч
Требования к электропитанию	70 ВА / 230 В / 50 Гц
Подающий насос АР003
Тип	Самовсасывающий открыто-вихревой насос
Модель	Sterling Sihi DRVA 0401 AB AFK 4B 4
Материал смачиваемых деталей	Нержавеющая сталь
Рабочая среда	Вода бассейна выдержки
Рабочее давление	0,1 - 2,5 кгс/см2
Рабочая температура	10 - 80С
Проектное давление	10 кгс/см2
Проектная температура	120С
Производительность	0,2 - 2,0 м3/ч
Требования к электропитанию	0,37 кВт / 230 В / 50 Гц
Струйный водный насос АР004
Модель	GEA Wiegand KT23-3, спец. конструкции
Материал смачиваемых деталей	Нержавеющая сталь
Рабочая среда	вода бассейна выдержки
Чертёж Framatom ANP	FGS-80968
Струйный водный насос АР005
Модель	GEA Wiegand KT23-3, спец. конструкции
Материал смачиваемых деталей	Нержавеющая сталь
Рабочая среда	вода бассейна выдержки
Чертёж Framatom ANP	FGS-80968
Газовый сепаратор ВВ002
Изготовитель	AREVA
Общая ёмкость	12 л
Газовый объем	4 л
Чертеж Framatome ANP	FGS-80974
Газовая сушилка ВВ005
Изготовитель	AREVA
Емкость	2 х 250 мл
Чертеж Framatome ANP	FGS-80970
Влагопоглотитель	Индикаторный силикагель
Размер шариков	2 - 5 мм
Температура регенерации	130С
Измерительная камера ВВ006
Изготовитель	AREVA
Емкость	138 мл
Чертеж Framatome ANP	FGS-80990
Измерительная камера ВВ007
Изготовитель	AREVA
Емкость	138 мл
Чертеж Framatome ANP	FGS-80990
Расходомер CF001
Модель	Krohne DK37E/M&E
Измерительный диапазон	25 - 250 л/ч
Среда	воздух или другие газы
Материал	1.4404
Материал поплавка	Нержавеющая сталь 1.4571
Токовый выход	4 - 20 мА
Макс. допустимое давление	130 кГ
Расходомер CF002
Модель	Krohne DK37E/M&E
Измерительный диапазон	7 - 65 л/ч
Среда	воздух или другие газы
Материал	1.4404
Материал поплавка	Нержавеющая сталь 1.4571
Токовый выход	4 - 20 мА
Макс. допустимое давление	130 кГ
Уровнемер CF003
Модель	Vega FX61.XXEGB1HDMBX
Конструкция	со стержнем ( 6 мм)
Материал	наплавка нержавеющей стали 316L
Технологическое соединение	резьба G ѕ"
Длина стержня	382 мм
Электроника	Двухпроводная, 4 - 20 мА
Среда	вода бассейна выдержки / воздух / другие газы
Макс. допустимое давление	40 кГ
Реле уровня CF004
Модель	Vega SG51.XXSGBTPV
Материал	наплавка нержавеющей стали 316L
Технологическое соединение	резьба G ѕ"
Электроника	Транзисторный выход
Среда	вода бассейна выдержки / воздух / другие газы
Макс. допустимое давление	64 кГ
Индикатор переключений CF005
Модель	Pepperl + Fuchs RJ21-E3
Материал	РВТ
Рабочее напряжение	10 - 30 В
Датчик абсолютного давления СР002
Модель	WIKA S-10
Измерительный диапазон	0 - 10 кгс/см2, абсолютное
Технологическое соединение	резьба G ј"
Среда	вода бассейна выдержки / воздух / другие газы
Рабочее напряжение	10 - 30 В
Токовый выход	4 - 20 мА
Датчик абсолютного давления СР003
Модель	WIKA S-10
Измерительный диапазон	0 - 10 кгс/см2, абсолютное
Технологическое соединение	резьба G ј"
Среда	вода бассейна выдержки / воздух / другие газы
Рабочее напряжение	10 - 30 В
Токовый выход	4 - 20 мА

Шкаф системы контроля и управления:



Рис. 1.5 Шкаф СКУ - вид спереди

Шкаф системы контроля и управления является промышленным компьютером для отображения и сбора данных. Выключатель промышленного ПК расположен на задней панели компьютера.

Вспомогательная пусковая сборка для пневмогидравлического шкафа:



Рис. 1.6 Вспомогательная пусковая сборка для пневмогидравлического шкафа

Измерительный блок:

Рис. 1.7 Измерительный блок

В измерительном блоке размещены два сцинтилляционных детектора. Детекторы устанавливаются последовательно в отдельных измерительных камерах. Каждый детектор обслуживается собственным многоканальным анализатором (МКА). Соединение с ПК осуществляется посредством кабеля USB.

Водорастворимые и/или газообразные продукты деления будут прокачиваться вместе с водой через среднюю секцию рабочей штанги и систему пробоотбора как показано на рис. 5. Эта система включает два трубопровода пробоотбора между средней и внешней секцией рабочей штанги, два трубопровода возврата воды на внешней секции и гибкие шланги для подключения к шкафу гидравлических устройств. Гибкие шланги не мешают вращению рабочей штанги.

Рис. 1.8 Схема пробоотбора воды на штанге ПМ

Техническая характеристика системы

Внешнее подключение системы:

Технические данные пневмогидравлического шкафа и шкафа системы управления:

Электропитание 230 В / 50 Гц / 10%

Ток макс. 16 А

Допустимая температура окружающей среды 35С

Тип корпуса ICP2X

Размеры (в - ш - г) 1950х700х600 мм

Вес около 230 кг

Предохранитель 16 А

Технические данные отдельных компонентов:

Колбы для проб ВВ002

Изготовитель Schott

Ёмкость 50 мл

Соединительный конус NS 24, короткий

Пластиковый сцинтилляционный детектор CR001

Модель Scionix 50 BMO.5/2-E1-P-X

Серийный номер SAK862

Применяемый МКА 1945-3

Пластиковый сцинтилляционный детектор CR002

Модель Scionix 50 BMO.5/2-E1-P-X

Серийный номер SAK863

Применяемый МКА 1945-7

Многоканальный анализатор для эксплуатации детектора CR001

Модель Target scintiSPEC

Серийный номер 1945-3

Внутренний номер 5120003

Конструкция 14 - ножечное гнездо

Интерфейс USB

АЦП Wilkinson, 1024 канала

Многоканальный анализатор для эксплуатации детектора CR002

Модель Target scintiSPEC

Серийный номер 1945-7

Внутренний номер 5120007

Конструкция 14 - ножечное гнездо

Интерфейс USB

АЦП Wilkinson, 1024 канала

Принтер

Модель HP Laserjet 2420

Электропитание 220 - 240 В /50-60 Гц

Компьютер для отображения и сбора данных

Тип Промышленный ПК

Электропитание 230 В / 50 Гц

Технические данные составных частей системы

Таблица 1.5 Технические данные составных частей сиппинг - системы

Обозначение технологической схемы	Наимен.	Тип	Кол-во	Основные технические данные	Срок пров.КИП	Ресурсные хар. (срок службы)
1	2	3	4	5	6	7
AP001	Подающий насос	Самовсасывающий открыто - вихревой	1	Подача 0.2ч2.0 м3/ч, давление 0.1ч2.5 кг/см2	-	-
AP002	Вакуумный насос	-	1	Подача 11 л/ч	-	-
AP003	Подающий насос	Самовсасывающий открыто - вихревой	1	Подача 0.2ч2.0 м3/ч, давление 0.1ч2.5 кг/см2	-	-
AP004	Струйный водный насос	-	1	-	-	-
AP005	Струйный водный насос	-	1	-	-	-
BB002	Газовый сепаратор	-	1	-	-	-
BB005	Газовая сушилка	-	1	-	-	-
CF001	Расходомер	-	1	Диапазон 25 - 250 л/ч	-	-
CF002	Расходомер	-	1	Диапазон 7 - 65 л/ч	-	-
CF003	Уровнемер	-	1	-	-	-
CF004	Реле уровня	-	1	-	-	-
CF005	Индикатор переключений	-	1	-	-	-

Устройство и работа системы

В работе системы оперативного сиппинг - контроля фирмы FRAMATOME ANP (смотри Рис. 6, на рисунке обозначено: 1 - линия отбора воды из штанги МП, 2 - возвратная линия воды, 3 - сбросная линия воздуха, 4 - система дегазации, 5 - спектрометр, 6 - сбор данных/система анализа, 7 - принтер) используется явление перепада давления, возникающее при поднятии ТВС из активной зоны и приводящее к высвобождению водо - растворимых и/или газообразных продуктов деления через оболочки дефектных ТВЭЛ.

Система осуществляет сбор данных посредством ПК, автоматически документирует результаты контроля и контролируемые параметры, а также обеспечивает выполнение контроля в кратчайшие сроки.

Устанавливаемая на ПМ сиппинг - система позволяет осуществить оперативный количественный КГО ТВС непосредственно в штанге перегрузочной машины в процессе транспортных операций с осуществлением контроля в автоматическом режиме.

Когда ТВС оказывается в захвате штанги ПМ, осуществляется отбор пробы воды, которая направляется в блок дегазации. При поступлении пробы воды в блоке дегазации создается вакуум, который позволяет выделить газообразные продукты деления криптон и ксенон (Kr-85, Xe-133) из воды. При проведении контроля система обеспечивает непрерывный отбор проб воды из штанги ПМ, которые сначала проходят дегазацию, а затем используются для оценки герметичности ТВС. Вода, отбираемая из штанги ПМ, проходит через непрерывный процесс дегазации. Выделяющиеся газы отводятся на бета-анализатор, измеряющий активность газообразных продуктов деления (Kr-85, Xe-133). Таким образом, отсутствует необходимость дополнительного «стояночного» времени ТВС в верхнем положении.

Значения радиоактивности по результатам контроля бета-частиц отображаются на дисплее, а изменения уровня активности оцениваются автоматически. Результаты измерений и выходные данные сохраняются в виде текстового файла.

Топливная сборка классифицируется, как дефектная или герметичная на основе сравнения активности газообразных продуктов деления вблизи ТВС, рассчитанной по измерениям их активности, со значением фоновой активности. Однако самым важным параметром является изменение динамики значений измерений.

На рисунках 7 - 8 изображен цикл перемещения ТВС при выполнении контроля с помощью сиппинг - системы оперативного КГО.

Результаты сиппинг - контроля выдаются после установки ТВС в заранее определенное положение в соответствии с программой перегрузки.

Система способна обнаружить и оценить самое незначительное изменение уровня активности. Результаты измерений и анализа архивируются и распечатываются вместе с контролируемыми параметрами.

Управление сиппинг - системой может осуществляться, как по месту установки шкафов управления на тележке ПМ, так и дистанционно, с пультовой управления ПМ посредством СДУ.

Рис. 1.9 Принципиальная схема системы оперативного КГО



Рис. 1.10 Последовательность операций при проведении оперативного КГО с помощью сиппинг-системы

Рис. 1.11 Цикл перемещения ТВС при выполнении контроля с помощью сиппинг-системы оперативного КГО

Сиппинг - система состоит из следующих составных частей:

- система пробоотбора (трубопроводы) на штанге ПМ;

- блок управления (шкаф СКУ), оснащенный программируемым логическим контроллером и ПК, используемыми для замера параметров радиоактивности и анализа;

- стойка гидравлических устройств (пневмогидравлический шкаф), включая гидравлическое оборудование, систему расходомера, блок непрерывной дегазации, систему пробоотбора воды на тележке ;

- блок измерения с 2 измерительными датчиками;

- система дистанционного управления (СДУ).

Забор водорастворимых и/или газообразных продуктов деления осуществляется непрерывно вместе с водой из внутренней части средней секции телескопической штанги. С этой целью между средней и внешней секциями телескопической штанги устанавливается два трубопровода линии отбора воды, а на внешней секции два трубопровода линии возврата воды.

Трубопроводы соединены с пневмогидравлическим шкафом при помощи гибких шлангов.

Все электронные компоненты, системы управления, гидравлические и пневматические системы, а также измерительное оборудование интегрированы в шкаф управления. Система управления выполнена на базе программируемого логического контроллера типа SIMATIC S7. Интерфейсом служит рабочая панель управления, соединенная с SIMATIC S7. Управление и контроль системы осуществляются через пульт управления оператора в режиме меню.

Шкаф управления и блок измерений устанавливаются на тележке ПМ в центральном зале реакторного отделения (пом.ГА-701), а СДУ в пультовой управления ПМ (пом. 3А-1022 на блоке № 3, пом.4А-1024/1 на блоке № 4).

Методика оценки состояния топливной сборки.

Топливные сборки оцениваются (для определения того, является ли ТВС дефектной или герметичной) путем сравнения текущего уровня активности с ранее измеренными данными. Для этого берется среднее значение всех уровней активности, определенное во время операций сиппинг контроля, и это среднее значение вводится в фоновый файл. Этот файл содержит измеренные данные для 10 последних ТВС и измеренное значение фона. Перед тем, как измеренные значения сохраняются в этом файле, проводится проверка непревышения граничного значения. Если граничное значение превышено, значение не вводится в фоновый файл. Чтобы обеспечить правильность проведения сравнения, измерение фона должно быть выполнено вначале кампании сиппинг контроля. Программа автоматически запрашивает эту операцию, если нет фонового файла. Если во время кампании сиппинг контроля происходит резкое изменение уровня фона, например, после выявления дефектной сборки, можно воспользоваться кнопкой "Настройка фона" (см. раздел 1.5.7.12), чтобы удалить существующий фоновый файл и создать новый.

Для принятия решения по дефектности ТВС используется следующая логика:

SW(1) = R0 + n*,

SW(2) = x*R0,

где

SW(1) граничное значение 1

SW(2) граничное значение 2

R0 средний уровень активности фона детектора за 10 измерений

n статистический коэффициент

х коэффициент выявления дефекта

Если при измерении активности ТВС максимальный уровень активности превысит граничное значение 1, определенное таким способом, ТВС классифицируется как подозрительная. Если максимальный уровень активности превысит граничное значение 2, ТВС классифицируется как дефектная. Значения для коэффициентов и "n" и "х" определены в файле "MastSip.INI".

Действительный диапазон значения коэффициента "n" составляет 1 n 5.

Это значение показывает коэффициент, на который умножается статистическая флуктуация уровня радиоактивности для оценки состояния ТВС. Рекомендуется значение 3 для высокого уровня и 4 - для низкого уровня.

Действительный диапазон значения коэффициента "х" составляет 2 х 10.

Данное значение определяет предел, за которым ТВС классифицируется как дефектная.

1.3.5 Эффективность введения sipping - метода

Оценка эффективности введения на ОП АЭС sipping-метода КГО определения негерметичных ТВС в штанге перегрузочной машины в процессе проведения ТТО с ТВС на остановленном реакторе, при выгрузке ТВС в БВ и компоновке АЗ.

Преимущество использования sipping-метода перед методом определения негерметичных твэлов ТВС с использованием пеналов КГО.

1. Снижение затрат борной кислоты на проведение КГО в пенале.

При проведении полного КГО 163 ТВС расход борной кислоты составит:

?14 тонн, при стоимости 952 тыс. гривен за 1 тонну.

В среднем за год КГО проводится 109 ТВС с каждого блока.

109 х 6 = 654 ТВС, что составляет 54т х 952= 375,5 тыс. гривен.

Максимально 163 х 6 =978 ТВС, 84т х 952= 584 тыс. гривен.

Дополнительных затрат борной кислоты на проведение КГО в штанге перегрузочной машины при проведении ТТО с ТВС нет.

2. Снижение затрат на необходимость проведения дезактивации пробоотборной части СОДС примерно на 4 тыс. гривен в год.

3. Уменьшение затрат времени на проведение КГО в пенале и ТТО:

Каждая операция по установке ТВС в пенал КГО из АЗ или БВ -50 мин.

Проведение КГО в пенале -40 мин

Извлечение ТВС из пенала КГО и установка в АЗ или БВ -50 мин

Затраты времени на проведение КГО в штанге перегрузочной машины:

Установка ТВС в ячейку АЗ или БВ составляет 50 мин, в это время проводится КГО в штанге ПМ продолжительностью 2 минуты.

Сокращение времени на проведение перегрузи АЗ составит:

При полном КГО 163 х 90 мин = 244.8 часов (10.2 суток)

В среднем 109 х 90мин = 163,5 часов (6,8 суток) при условии что не будет повторного КГО.

Необходимо так же учесть, что дополнительные перестановки ТВС не желательны, так как это ядерно-опасные операции.

Сокращение подобных работ увеличивает ядерную безопасность.

Проводя долгосрочный прогноз можно сделать вывод об увеличении КИУМ станции.

Размещено на Allbest.ru